Virtualisering for små virksomheder

I løbet af det seneste år eller to har vi set virtualisering gå fra et dårligt forstået begreb til et meget hypet industri-buzzword, der konstant omtales i enhver samtale om teknologi. Der er ingen tvivl om, at virtualisering spiller en vigtig rolle i nutidens IT-landskab, men spørgsmålet vi stiller er, om virtualisering gælder for de små og mellemstore virksomhedsmarkeder på nuværende tidspunkt.

Det hurtige svar på dette spørgsmål er: absolut. I modsætning til mange teknologier, der er af tvivlsom værdi, eller som giver en stor grad af teknologisk komplikation, risiko og udgifter, der måske ikke er passende for en lille virksomhed, er virtualisering en moden teknologi (IBM CP/CMS ca. 1968), der er velforstået og giver et lag af hardwareabstraktion, der kan gavne en IT-organisation af enhver størrelse og måske endda gælder endnu mere for den lille virksomheds IT-afdeling end det gælder i enterprise-rummet.

Inden vi ser på, hvordan virtualisering kan gavne SMB-markedet, vil jeg gerne give nogle definitioner for at sikre, at vi diskuterer det samme sæt af teknologier. I nutidens IT-landskab er det blevet populært at relabele almindelige teknologier som "virtualisering" af markedsføringsårsager, og dette har unødigt kompliceret sagen.

Sand virtualisering refererer til virtualiseringen af hele operativsystemer. Wikipedia bruger udtrykket platform-virtualisering, og det vil jeg også gøre. Teknisk set kunne vi referere til dette som "system-virtualisering" eller "operativsystem-virtualisering" for at skelne det fra løst relaterede teknologier, der muligvis med rette kan bruge det samme generelle udtryk.

Det grundlæggende koncept for platform-virtualisering involverer at køre et abstraktionslag på en computer, der emulerer selve hardwaren. Gennem kombinationen af abstraktion og emulering får vi det, der er kendt som en virtuel maskine. Denne virtuelle maskine er en fuldt fungerende "computer", som vi kan installere et operativsystem på, præcis som om vi installerede på bare metal af en dedikeret maskine. I stedet for at være begrænset til kun at installere ét operativsystemimage pr. computer kan vi nu, med platform-virtualisering, installere mange kopier af det samme eller forskellige operativsystemer på det samme stykke hardware. Et kraftfuldt koncept bestemt.

Det åbenlyse ved nytten af denne teknologi rejser det åbenlyse spørgsmål: "Hvis platform-virtualisering har været tilgængelig siden 1968, hvorfor er den kun for nylig ved at blive populær og vigtig?" Dette er et fremragende spørgsmål. Svaret er faktisk ganske enkelt.

Traditionelle platform-virtualiseringsteknologier kræver en masse understøttelse inden for selve computerhardwaren. IBM har bygget denne type understøttelse ind i sine mainframe-systemer i årtier, og store UNIX-leverandører som Sun har leveret dette i deres high-end UNIX-servere i årevis. Disse systemer er meget specialiserede og kører typisk deres egne brugerdefinerede operativsystem(er). Generelt var det kun store IT-butikker, der havde råd til servere af denne størrelse, og små butikker havde ikke nem adgang til disse teknologier. For de IT-fagfolk, der tidligere har arbejdet med denne type udstyr, var idéen om virtualisering ofte så indgroet i platformen, at den sjældent blev diskuteret, da den blev set som blot et aspekt af disse high-end serversystemer og ikke nødvendigvis et koncept i sig selv.

Det, der for nylig har ændret sig, er flytningen til at bringe platform-virtualisering til commodity hardware-rummet, der er besat af AMD- og Intel (x86_64)-processorer, der bruges af flertallet af små og mellemstore virksomheder samt større enterprises. Det første skridt var at bruge software alene til at gøre dette muligt på x86-processorfamilien. De tidlige spillere i dette rum var VMware og Microsoft med produkter som VMware Workstation, Virtual PC, VMware GSX og MS Virtual Server. Disse produkter viste, at der ikke var behov for speciel hardware til effektivt at virtualisere hele operativsystemer, og begyndte at tillade virksomheder af alle størrelser at eksperimentere med konceptet om at virtualisere deres eksisterende commodity-platforme. Denne form for virtualisering er kendt som "host-baseret virtualisering", da det kræver et host-operativsystem, som virtualiseringsmiljøet vil køre på.

I kølvandet på disse software-only-løsninger begyndte de store processorleverandører i commodity-rummet, AMD og Intel, at bygge virtualiseringsevner ind i processoren, hvilket muliggjorde mere fleksibilitet, sikkerhed og ydeevne og bragte commodity x64-hardware-markedet meget mere på linje med de traditionelle tilbud fra de andre processorfamilier, der er almindelige i big iron-servere. Ved at gøre dette er virtualiseringsmarkedet virkelig eksploderet, både fra leverandørsiden, efterhånden som flere og flere leverandører begynder at tilbyde virtualiseringsrelaterede produkter, og fra kundesiden, efterhånden som virtualisering begynder at blive bedre forstået, og dets brug bliver mere almindelig. Med de seneste runder af indkøb har de fleste små IT-butikker købt servere og ofte desktops, der understøtter virtualisering på hardwareniveau, selv uden at have til hensigt at forberede sig på et skift til virtualisering, hvilket gør ligningen ofte tippe i den retning naturligt. Denne hardware-understøttede virtualiseringsmodel kaldes "hypervisor-baseret virtualisering", da alle operativsystemer kører oven på en lille kerne kaldet hypervisoren, og intet traditionelt operativsystem kører direkte på hardwaren.

Nu da vi har en god idé om, hvad platform-virtualisering er, og hvorfor det nu er tilgængeligt for os som en mulighed, vil vi se på, hvorfor platform-virtualisering måske er gavnlig for os i det lille og mellemstore virksomhedsrum.

Der er to ting, vi nemt kan virtualisere (uden at blive esoteriske eller begynde at virtualisere vores routing- og switching-infrastruktur) – servere og desktops. Det langt nemmere og mere oplagte valg er virtualiseringen af servere.

Virtualisering af serverinfrastrukturen, eller en del af den, er det første sted, de fleste IT-butikker ser i dag som et potentiale for virtualisering. De fleste virksomheder finder, at størstedelen af deres servere er ekstremt underudnyttede, med overskydende CPU-, hukommelses- og drevkapacitet, der sidder ledig, mens yderligere arbejdsbelastninger ikke kan finde et hjem på grund af budgetbegrænsninger, plads eller implementeringstid. Virtualisering til undsætning.

Gennem virtualisering har vi mulighed for at køre flere virtuelle servere på et enkelt stykke serverhardware. Vi kunne virtualisere blot et enkelt serversystem, men dette ville ikke give os nogen udnyttelsesfordele, eller vi kunne i teorien virtualisere hundredvis af servere, hvis vores hardware kunne håndtere det. Typisk kan små virksomheder virtualisere adskillige typiske serverroller på en enkelt fysisk server. Tætheden af virtuelle maskiner bestemmes selvfølgelig af belastningskarakteristika samt af den tilgængelige hardware. Virtualisering bruger meget hukommelse og lagring naturligvis, og omhyggelig planlægning må foretages. Hukommelse og lagring er relativt billige i dag og er bestemt langt billigere end at købe yderligere serverhardware og betale for at understøtte den. Det er ikke ualmindeligt, at en lille virksomhed nemt kan virtualisere et halvt dusin servere på et enkelt stykke hardware som minimum, og et dusin eller mere er ikke et urimeligt antal at håbe på at opnå.

Mange små butikker drager straks til den konklusion, at virtualisering kræver dyr SAN-lagring. Det er slet ikke tilfældet. Virtualisering giver en række fordele selv uden at bruge en SAN-lagringsinfrastruktur, som butikker kan drage nytte af med det samme. Der er naturligvis nogle betydelige fordele ved at bruge SAN i forbindelse med virtualisering og high availability- eller load balancing-teknologier. Disse high availability- og load balancing-egenskaber er dog ofte yderligere funktioner, der ikke eksisterede forud for virtualisering, og er ikke nødvendige for at en butik skal se betydelige fordele ved virtualisering, men de præsenterer en mulighed for fremtidig forbedring, når og hvis budgetter tillader det.

Små virksomheder vil se mange fordele ved virtualisering med det samme, selv i lille målestok. Nogle af disse fordele er oplagte og nogle er mindre åbenlyse.

Vores første fordel er hardwareomkostninger, som jeg nævnte ovenfor. Ved at eliminere behovet for at købe og understøtte dyr serverhardware på pr.-operativsystem-basis kan vi nu implementere flere systemer til lavere pris pr. system. I mange tilfælde er dette ikke kun en omkostningsbesparelse, men vil også give større midler, der er nødvendige for at flytte fra mere spartanske servere til færre, men mere enterprise-klasse tilbud med vigtige ydelse-, stabilitets- og supportfunktioner som integreret strømstyring og KVM over IP fra en out-of-band-administrationskonsol.

Vores anden fordel er omkostningsbesparelsen fra reduktion af strømforbruget. Det er meget trendy, og med god grund, for virksomheder at bekymre sig om, hvor "grønne" de er i dag, og IT-virtualisering spiller en nøglerolle i grønnere IT-afdelinger. Tilføjelse af virtuelle maskiner til en enkelt fysisk server repræsenterer typisk en triviel, om overhovedet målebar, stigning i strømforbrug. Tilføjelse af yderligere fysiske servere tilføjer naturligvis en betydelig mængde strømforbrug selv for systemer, der er let brugt eller kun lejlighedsvis brugt.

Vores tredje fordel er i reduktion af backup-kompleksitet. Virtualiserede servere kan sikkerhedskopieres ved hjælp af fuldstændigt traditionelle metoder, såsom filsystemniveau-backups fra operativsystemet selv, som gjort populær af traditionelle backupsystemer som NetBackup, BackupExec, Amanda, Bacula og andre. Så hvis vi ønsker at holde os til nuværende backup-strategier, kan vi gøre det uden yderligere kompleksitet, men hvis vi vil flytte til image-baserede backups, kan vi gøre det ganske nemt. Brug af systemimages som backups er ikke nødvendigvis nyt eller unikt for virtualisering, men virtualisering gør dette langt mere åbenlyst og tilgængeligt for mange brugere. Faktisk kan systemimages (en kopi af hele systemet, ikke bare dets individuelle filer) med virtualisering tages ved kun at bruge det almindelige filsystem – ingen specialsoftware kræves. En komplet systembackup kan tages ved blot at lukke den virtuelle server ned, lave en kopi af dens virtuelle filsystem – ofte en enkelt, stor fil, og starte systemet op igen. Gendannelse af et system kan være så simpelt som at kopiere en imagefil fra en backup-lagerenhed til den virtuelle server og starte den op igen. Gendannelse færdig. System tilbage online. Det er så simpelt, som det kan blive.

Vores fjerde fordel er i nemheden ved klargøring. At bygge et nyt serveroperativsystem direkte på hardware er en tidskrævende sag for de fleste butikker. Dette er især sandt, hvis der er overraskelser med ny hardwaretype, der ikke er brugt tidligere. Der kan være manglende drivere eller specielle operativsystemindstillinger og parametre, der er nødvendige for at understøtte hardwaren. Med virtualisering er målplatformen altid identisk, hvilket fjerner mange overraskelser fra denne proces og gør den både hurtigere og mere pålidelig. I mange tilfælde er implementering også hurtigere simpelthen fordi processen med at forberede basismaskinen er så meget hurtigere. For at starte en manuel installation af Linux på en traditionel fysisk server skal jeg købe den pågældende server, installere i rack, tilslutte strøm og netværk, klargøre netværk, tænde serveren, opdatere firmware, konfigurere out-of-band-administrationssystem, burn in hardware, isætte installationsmedie og begynde at installere. Eller fra nogle virtualiseringsmiljøer kan jeg blot starte hele processen med en enkelt kommando på kommandolinjen. Implementering af en ny server kan gå fra timer eller dage til minutter. Dette adresserer ikke engang enkelheden ved at klone eksisterende systemer i et virtuelt miljø.

En femte "blød" fordel ved virtualisering er, at der ganske ofte er en betydelig softwareomkostningsbesparelse ved virtualisering. Nogle leverandører, som Novell med Suse Linux, giver dig mulighed for at virtualisere så mange servere, du ønsker, på en enkelt fysisk maskine, mens du kun betaler for en enkelt maskinlicens. Red Hat giver dig flere installationer, men ikke ubegrænset som Novell. Microsoft har en række virtualiseringsprisindstillinger afhængigt af dine behov, herunder en ubegrænset pr.-processor-implementeringslicens. I et worst-case scenarie skal du betale for yderligere operativsystem- og andre softwarelicenser præcis som hvis du kørte de samme maskiner fysisk, men i næsten alle tilfælde er der mere prisfleksibilitet og ofte dramatiske prissænkninger for flere virtualiserede hosts.

En sjette fordel er evnen til at "rulle tilbage" et helt operativsystem. De fleste virtualiseringsplatforme tillader konceptet om at tage et system-snapshot, foretage ændringer til det aktive system og derefter gendanne systemet tilbage til dets oprindelige tilstand, når det er færdigt. Dette er fantastisk til softwaretest og især til test af operativsystempatches eller enhver kritisk opdateringsproces, hvor noget, der går galt, kan få dit system til at blive uresponsivt og potentielt ikke reparerbart. Evnen til at gå "tilbage i tid" til det seneste snapshot, taget sekunder før patch-applikationen eller den risikable konfigurationsændring, kan være en livredder. Naturligvis kan en imagebackup bruges på samme måde, men snapshots giver mulighed for endnu hurtigere gendannelse på grund af deres "nærhed" til det originale filsystem.

Alle disse førnævnte fordele kommer med et skift til virtualisering og kræver ikke yderligere omkostninger til software eller hardware. Hvis vores budget tillader det, og behovet eksisterer, er der også mulighed for at tilføje en eller flere virtualiseringsservere og lade disse servere dele et SAN til lagring af virtuelle maskineimages. Dette vil som minimum omtrent tredoble hardwareomkostningerne, men giver dobbelt så meget behandlingskraft og nogle virkelig fantastiske funktioner. Hovedfunktionen, der virkelig gør denne løsning imponerende, er konceptet om live-migration. Live-migration er, når et virtuelt operativsystem kan flyttes, mens det kører, fra én fysisk virtualiseringsserver til en anden. Dette kan gøres til formål som belastningsbalancering, katastrofetest eller for at overleve en katastrofe selv. Med nogle live-migrations-løsninger, generelt solgt som high availability, kan denne migration ske så hurtigt, at den effektivt giver "nul nedetid", og selv tungt belastede webservere kunne overleve tabet af en fysisk server uden at kunder nogensinde vidste, at en fysisk server var gået ned. Overgangen mellem virtuelle maskine-hostnoder er fuldstændig gennemsigtig for slutbrugerne.

Der er en vigtig forbehold. At stole på et SAN i et katastrofegendannelsesscenarie skaber selvfølgelig et andet enkeltfejlspunkt – SAN-systemet. Så når du planlægger at bruge SAN til at øge pålideligheden af dine virtuelle maskiner, skal du sørge for ikke at bruge SAN, der er mindre redundant end, eller mindst lige så redundant som, dine servere selv, ellers kan du øge omkostningerne, mens du ved et uheld sænker pålidelighed og ydeevne.

For den gennemsnitlige lille virksomhed er det ikke usandsynligt, at det vil give mening ikke kun at virtualisere en del af serverinfrastrukturen, men at virtualisere hele eller næsten hele den. Virtualiseringens fordele er så mange og dens ulemper så få og mindre, at det er en sjælden arbejdsbyrde i det lille virksomhedsrum, der ville retfærdiggøre dedikerede hardwareservere.

Nu da vi har undersøgt, hvorfor server-virtualisering giver mening, kan vi begynde at se mod desktop-virtualisering. I modsætning til rigtige desktops og servere tilføjer virtualiserede desktops ofte lidt kompleksitet på grund af licenskrav, især med Microsoft Windows-desktops.

Virtualisering af desktops er også noget kompliceret, fordi der er mange måder at fysisk levere desktops på. Klart, når vi begynder at tale om at virtualisere desktop-infrastrukturen, taler vi faktisk om en række løsninger, fordi en enhed altid skal eksistere "på skrivebordet" og levere et tastatur, mus og skærm, som ikke kan virtualiseres, og selve desktop-operativsystemet skal køre andetsteds. Selv uden virtualisering gøres dette (og markedsføres sommetider som virtualisering, når det faktisk blot er fjernadgang) meget almindeligt via desktop-blades, rackmount-desktops eller terminalservere. Alle disse løsninger flytter desktop ind i datacenteret og giver adgang til det enten fra thin client-frontends eller simpelthen via software til fjernbrugeres eksisterende maskiner, som brugere derhjemme, der logger ind på kontoret.

Vi starter med konceptet om terminalserveren, da dette er det nemmest virtualiserede og det mest ligetil. Uanset om vi taler om at virtualisere serveren, som vi kører Microsoft Terminal Server (nu kendt som Remote Desktop Services) på, Citrix XenApp eller simpelthen en standard Linux remote desktop-terminalserver, behøver vi ikke gøre andet end at installere den server i et virtuelt miljø frem for et fysisk. Det er virkelig et spørgsmål om server-virtualisering, ikke om desktop-virtualisering – det opfattes kun af slutbrugeren som relateret til deres desktops.

Den anden metode til desktop-virtualisering, "sand desktop-virtualisering" som jeg vil kalde det, er faktisk at køre desktop-operativsystemimages på en virtuel server, præcis som om de var normale desktops dedikeret til en bruger. Det betyder virtualisering af operativsystemer som Windows XP, Windows Vista eller Windows 7, hvor hvert image er dedikeret til en enkelt bruger, præcis som om det var en fysisk desktop. Vi kunne teoretisk set gøre det samme med Linux eller en anden variant af Unix, men da disse systemer ikke har pr.-bruger-licensering eller desktopspecifikke versioner, og da de altid kører deres desktops i en servertilstand, ville vi kun være i stand til at skelne mellem en sand virtualiseret desktop og en Unix-baseret terminalserver i dens brug og ikke ved strenge teknologiske midler, da de er ét og det samme. Kun Windows tilbyder virkelig en dedikeret desktopmodel, der giver mulighed for, at dette sker på denne særlige måde uden konceptet om delt adgang til et enkelt image simultant.

På grund af licensrestriktioner fra Microsoft skal Windows-desktops installeres med ét image pr. bruger, selv om teknologier eksisterer til at gøre dette teknologisk unødvendigt, men der er stadig fordele ved denne model. De store fordele ved virtualiserede desktops går bestemt til virksomheder, der har medarbejdere, der bevæger sig enten internt eller endda eksternt.

Brug af virtualiserede desktops giver virksomheden langt mere kontrol end at give bærbare computere. Bærbare computere kan blive stjålet, mistet eller beskadiget. Bærbare computere slider ned og skal udskiftes regelmæssigt. En virtuel desktop, der er gjort tilgængelig udefra virksomheden, kan sikres og beskyttes på måder, som en bærbar computer ikke kan. Opgraderinger er meget enklere, og der er ingen bekymring for, at den virtuelle desktop kan blive afskåret fra virksomhedens netværk og være ude af stand til at blive understøttet af IT-personalet.

Næsten enhver medarbejder, der bruger en computer på kontoret, har allerede én derhjemme til personlig brug og har ofte en bærbar computer derudover samt hurtig internetadgang. At give fjernadgang til en virtuel desktop på kontoret medfører derfor potentielt ingen yderligere hardwareudgifter for virksomheden eller personalet, mens det letter administrative byrder, sænker strømforbruget og øger sikkerheden. Nogle medarbejdere vil altid kræve bærbare computere, men mange vil ikke.

For medarbejdere, der stadig sidder ved et traditionelt skrivebord inde i virksomhedens kontorer, er der stadig behov for noget, der fysisk sidder på skrivebordet, og som forbinder tastatur, mus og skærm til den nylig virtualiserede desktop. Dette kunne være en gammel PC, der var planlagt til pensionering, en dedikeret hardware thin client eller endda en bærbar computer. Internt personale kan derefter bevæge sig rundt på kontoret eller mellem kontorer og sætte sig ved ethvert ledigt skrivebord med en thin client og logge ind på deres egen dedikerede virtuelle desktop og arbejde præcis som om de var ved deres eget skrivebord. De kan derefter tage hjem og arbejde derfra også, hvis dette er tilladt.

Som virtualiserede servere kan desktops, hvis behovet er berettiget, nemt sikkerhedskopieres enten ved hjælp af traditionelle midler eller ved blot at tage komplette systemimages. Fleksibiliteten er der til at gøre, hvad der giver mest mening i dit miljø.

Med kompleksiteten og overraskende licensomkostninger samt manglende evne til fuldstændigt at fjerne hardware på desktop bortset fra kun fjernbrugere er desktop-virtualisering næppe den no-brainer, som server-virtualisering er. Desktop-virtualisering vil kræve omhyggelig analyse fra sag til sag for at afgøre, om det vil opfylde omkostnings- og brugsbehovene for den individuelle organisation. De fleste organisationer, der vælger at gå ad denne vej, vil sandsynligvis vælge kun delvis at virtualisere – brug det kun i tilfælde, hvor det giver mest mening, såsom roaming-brugere og fjernmedarbejdere, mens de bevarer traditionelle desktops til brugere, der sjældent ville være i en position til at drage fordel af denne teknologi. Brug af terminalserverindstillinger vil ofte være langt mere almindelig end "sand desktop-virtualisering", som ofte kun giver mening for power-brugere, udviklere eller til understøttelse af visse applikationer, der fungerer dårligt i en terminalservertilstand.

Der er en endelig brug af virtualisering, der berettiger diskussion, om ikke andet fordi det er vigtigt at forstå dens brug i forretningsomgivelserne. Denne endelige type virtualisering bruges ikke til at placere operativsystemer i datacenteret på serverhardware, men bruges i stedet til at køre yderligere operativsystemimages på traditionelle desktops og bærbare computere. Dette er et almindeligt scenarie for folk, der har brug for at teste flere operativsystemer til support eller udvikling. Det er ikke nyttigt til produktionssystemer og er generelt uden for rammerne af denne diskussion. Det er en yderst nyttig brug af teknologien, men det er snarere et niche-scenarie, der primært er nyttigt til kompatibilitetstest.

I al denne diskussion har der, noget iøjnefaldende, ikke været nogen omtale af Apples Mac OSX-produkter. Der er en grund til dette. Apple licenserer ikke Mac OSX, så det kan virtualiseres på ikke-Apple-hardware, og Apple har ikke et enterprise-klar virtualiseringsprodukt klar til sin egen platform. Den eneste måde at virtualisere Mac OSX på er at købe fulde, yderligere licenser til hver operativsysteminstans og derved eliminere de fleste af omkostningsfordelene ved denne tilgang, og at køre det på et host-baseret virtualiseringsprodukt som VMware Fusion eller Parallels, der er designet til brug oven på en desktop og ikke som et server-klasse produkt. Dette er et stort hul i Mac OSX-porteføljen og en af de måder, hvorpå Apple fortsat halter bagud i forhold til resten af markedet i evner og i sin forståelse af sine forretningskunders behov. Hvis Apple ændrede sin licenseringsstrategi omkring virtualisering, ville Mac OSX vise sig at være et ekstremt populært og nyttigt operativsystem at virtualisere fra både server- og desktop-perspektivet.

Virtualisering er en fantastisk mulighed for at sænke omkostningerne og øge produktiviteten, mens risikoen reduceres for virksomheder af enhver størrelse og med budgetter så lave som nul. Mange teknologier lover vigtige forbedringer for virksomheder, men de fleste skaber tvivlsom værdi, mens de pådrager sig reelle omkostninger. Virtualisering bringer reel, målbar værdi, mens det ofte ikke koster noget og ofte reducerer udgifter med det samme. For mange virksomheder er virtualisering den teknologi, som de altid har drømt om, og den er faktisk tilgængelig i dag.